【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于晶圆加工处理，更具体地说，是涉及一种晶圆光电化学机械平坦化装置及方法。
技术介绍
1、随着科技的不断进步，半导体器件的应用领域不断扩大，特别是在智能电网、新能源汽车、5g通信、航空航天等高端领域，对半导体材料的性能要求越来越高。目前，第三代半导体材料（如sic和gan）因其具有更高的禁带宽度和优异的物理性能，满足上述高端领域对半导体材料的需求，技术进展迅速，产品应用广泛。
2、随着半导体制造工艺的不断进步，对半导体材料的质量和性能要求也越来越高，这就意味着对第三代半导体材料的表面质量提出了更高的要求。然而sic和gan晶体本身具有硬度高、脆性大、化学惰性强等特点，这就导致材料的加工难度非常高，传统的化学机械平坦化（cmp）已不能满上述晶圆的加工要求，任何微小的表面缺陷都可能影响到其外延层的生长质量，进而影响到器件的性能，影响了晶圆的表面加工质量。
3、现有技术中，出现了电化学机械抛光（ecmp）方法，能够通过增强cmp中的化学作用，来提升化合物半导体的cmp性能。电化学机械抛光（ecmp）是在cmp的基础上加入了电化学设计，利用电解液中的电化学反应来去除晶圆表面，该方法可以有效提升cmp的抛光速率，但是在动态电化学的作用下，抛光效率受其它因素影响较大，不够稳定。由于晶圆表面电荷分布情况与晶圆表面的状态息息相关，这就导致ecmp后的晶圆表面面型控制无法保障。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种晶圆光电化学机械平坦化装置及方法，能够提高
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种晶圆光电化学机械平坦化装置，包括加工平台以及分别转动连接于加工平台上的第一抛光盘和第二抛光盘，第一抛光盘的上方设有第一抛光头和第一抛光液喷管，第二抛光盘的上方设有第二抛光头和第二抛光液喷管；
3、其中，第一抛光盘的上方还设有紫外灯，紫外灯用于发射紫外光至晶圆上以氧化晶圆表面；第二抛光盘的上方还设有蓝光灯，蓝光灯用于发射蓝光至晶圆上以平衡晶圆表面电荷、并修复晶圆的表面。
4、在一种可能的实现方式中，紫外灯的波长为200-350nm，紫外灯的能量密度为100-400μw/cm2，紫外灯的照射频率为1-3khz，蓝光灯的波长为350-500nm，蓝光灯的能量密度为100-300μw/cm2，蓝光灯的照射频率为1-2khz。
5、一些实施例中，加工平台上设有与第一抛光盘相邻设置的第一载台以及与第二抛光盘相邻设置的第二载台，第一载台用于承托晶圆以供第一抛光头吸取，第二载台用于承托第二抛光头卸落的晶圆，加工平台上还设有位于第一抛光盘和第二抛光盘之间的中转载台，中转载台用于承托第一抛光头卸落的晶圆、以供第二抛光头吸取。
6、一些实施例中，第一载台和第二载台靠近加工平台的同一侧缘设置，加工平台的外侧还设有储存平台，储存平台上设有用于放置晶圆的存放水槽，储存平台上设有用于转移晶圆的第一转运臂。
7、在一种可能的实现方式中，加工平台上还设有两个修整器，两个修整器分别与第一抛光盘和第二抛光盘一一对应设置，第一抛光盘和第二抛光盘均设有抛光垫，修整器用于清理第一抛光盘或第二抛光盘的抛光垫。
8、在一种可能的实现方式中，晶圆光电化学机械平坦化装置还包括供料平台，供料平台上设有晶圆盒以及第二转运臂，晶圆盒用于容纳晶圆，第二转运臂用于吸附并转移晶圆盒内的晶圆。
9、本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例所示的方案，在第一抛光盘的上方设置了紫外灯，利用紫外灯提高晶圆的氧化效率，实现晶圆的快速去除，在第二抛光盘的上方设置了蓝光灯，利用蓝光灯平衡电化学机械抛光过程中晶圆表面电荷，对晶圆的表面形成修复作用，有助于提高面型质量，通过紫外光和蓝光的结合有效地提高了晶圆的抛光效率，降低了晶圆的损坏概率，提高了晶圆的表面加工质量。
10、本专利技术还提供了一种晶圆光电化学机械平坦化方法，包括以下步骤:
11、s100:第一抛光头吸附晶圆并带动晶圆移动至第一抛光盘上方，对晶圆进行电化学机械抛光，同时利用紫外光照射晶圆以提高晶圆的氧化速度；
12、s200:第一抛光头卸落晶圆，第二抛光头吸附晶圆并带动晶圆移动至第二抛光盘上方，对晶圆进行电化学机械抛光，同时利用蓝光照射晶圆以平衡晶圆表面电荷以修复晶圆的表面；
13、s300:第二抛光头卸落晶圆，输送晶圆至存放水槽中。
14、在一种可能的实现方式中，步骤s100和s200中，第一抛光盘和第二抛光盘的转速均为30-150rpm，第一抛光盘和第二抛光盘的主抛光压力为0.5-5.5psi，第一抛光盘和第二抛光盘的抛光时间均为5-30min，第一抛光液喷管和第二抛光液喷管的流速均为30-220ml/min，第一抛光头和第二抛光头的转速均为30-130rpm。
15、在一种可能的实现方式中，步骤s100和s200中，第一抛光头与第一抛光盘之间以及第二抛光头和第二抛光盘之间施加的电压参数均为10-50v、电流参数均为0.5-5a、电解时间均为5-30min。
16、在一种可能的实现方式中，步骤s100前，还包括自晶圆盒取出晶圆，输送晶圆至第一载台上以供第一抛光头吸附。
17、上述晶圆光电化学机械平坦化方法利用紫外灯提高晶圆的氧化效率，同时利用蓝光灯平衡电化学机械抛光过程中晶圆表面电荷，对晶圆的表面形成修复作用，有助于提高面型质量，通过紫外光和蓝光的结合有效地提高了晶圆的抛光效率，降低了晶圆的损坏概率，提高了晶圆的表面加工质量。
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1.晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，包括加工平台(1)以及分别转动连接于所述加工平台(1)上的第一抛光盘(2)和第二抛光盘(3)，所述第一抛光盘(2)的上方设有第一抛光头(21)和第一抛光液喷管(22)，所述第二抛光盘(3)的上方设有第二抛光头(31)和第二抛光液喷管(32)；
2.如权利要求1所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述紫外灯(23)的波长为200-350nm，所述紫外灯(23)的能量密度为100-400μW/cm2，所述紫外灯(23)的照射频率为1-3kHz，所述蓝光灯(33)的波长为350-500nm，所述蓝光灯(33)的能量密度为100-300μW/ cm2，所述蓝光灯(33)的照射频率为1-2kHz。
3.如权利要求1所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述加工平台(1)上设有与所述第一抛光盘(2)相邻设置的第一载台(24)以及与所述第二抛光盘(3)相邻设置的第二载台(34)，所述第一载台(24)用于承托晶圆(6)以供所述第一抛光头(21)吸取，所述第二载台(34)用于承托所述第二抛光头(31)卸落的晶圆(
4.如权利要求3所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述第一载台(24)和所述第二载台(34)靠近所述加工平台(1)的同一侧缘设置，所述加工平台(1)的外侧还设有储存平台(4)，所述储存平台(4)上设有用于放置晶圆(6)的存放水槽(41)，所述储存平台(4)上设有用于转移晶圆(6)的第一转运臂(42)。
5.如权利要求1所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述加工平台(1)上还设有两个修整器(11)，两个所述修整器(11)分别与所述第一抛光盘(2)和所述第二抛光盘(3)一一对应设置，所述第一抛光盘(2)和所述第二抛光盘(3)均设有抛光垫(25)，所述修整器(11)用于清理所述第一抛光盘(2)或所述第二抛光盘(3)的抛光垫(25)。
6.如权利要求1所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述晶圆光电化学机械平坦化装置还包括供料平台(5)，所述供料平台(5)上设有晶圆盒(51)以及第二转运臂(52)，所述晶圆盒(51)用于容纳晶圆(6)，所述第二转运臂(52)用于吸附并转移所述晶圆盒(51)内的晶圆(6)。
7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的晶圆光电化学机械平坦化装置进行晶圆光电化学机械平坦化方法，其特征在于，包括以下步骤:
8.如权利要求7所述的晶圆光电化学机械平坦化方法，其特征在于，步骤S100和S200中，所述第一抛光盘(2)和所述第二抛光盘(3)的转速均为30-150rpm，所述第一抛光盘(2)和所述第二抛光盘(3)的主抛光压力为0.5-5.5psi，所述第一抛光盘(2)和所述第二抛光盘(3)的抛光时间均为5-30min，所述第一抛光液喷管(22)和所述第二抛光液喷管(32)的流速均为30-220mL/min，所述第一抛光头(21)和所述第二抛光头(31)的转速均为30-130rpm。
9.如权利要求7所述的晶圆光电化学机械平坦化方法，其特征在于，步骤S100和S200中，所述第一抛光头(21)与所述第一抛光盘(2)之间以及所述第二抛光头(31)和所述第二抛光盘(3)之间施加的电压参数均为10-50V、电流参数均为0.5-5A、电解时间均为5-30min。
10.如权利要求7所述的晶圆光电化学机械平坦化方法，其特征在于，步骤S100前，还包括自晶圆盒(51)取出晶圆(6)，输送晶圆(6)至第一载台(24)上以供所述第一抛光头(21)吸附。
...【技术特征摘要】
1.晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，包括加工平台(1)以及分别转动连接于所述加工平台(1)上的第一抛光盘(2)和第二抛光盘(3)，所述第一抛光盘(2)的上方设有第一抛光头(21)和第一抛光液喷管(22)，所述第二抛光盘(3)的上方设有第二抛光头(31)和第二抛光液喷管(32)；
2.如权利要求1所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述紫外灯(23)的波长为200-350nm，所述紫外灯(23)的能量密度为100-400μw/cm2，所述紫外灯(23)的照射频率为1-3khz，所述蓝光灯(33)的波长为350-500nm，所述蓝光灯(33)的能量密度为100-300μw/ cm2，所述蓝光灯(33)的照射频率为1-2khz。
3.如权利要求1所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述加工平台(1)上设有与所述第一抛光盘(2)相邻设置的第一载台(24)以及与所述第二抛光盘(3)相邻设置的第二载台(34)，所述第一载台(24)用于承托晶圆(6)以供所述第一抛光头(21)吸取，所述第二载台(34)用于承托所述第二抛光头(31)卸落的晶圆(6)，所述加工平台(1)上还设有位于所述第一抛光盘(2)和所述第二抛光盘(3)之间的中转载台(12)，所述中转载台(12)用于承托所述第一抛光头(21)卸落的晶圆(6)、以供所述第二抛光头(31)吸取。
4.如权利要求3所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述第一载台(24)和所述第二载台(34)靠近所述加工平台(1)的同一侧缘设置，所述加工平台(1)的外侧还设有储存平台(4)，所述储存平台(4)上设有用于放置晶圆(6)的存放水槽(41)，所述储存平台(4)上设有用于转移晶圆(6)的第一转运臂(42)。
5.如权利要求1所述的晶圆光电化学机械平坦化装置，其特征在于，所述加工平台(1)上还设有两个修整器(11)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，蔡长益，邹毅达，
申请(专利权)人：北京晶亦精微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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